JP3825517B2

JP3825517B2 - Spray nozzle valve for thin film manufacturing equipment

Info

Publication number: JP3825517B2
Application number: JP33734996A
Authority: JP
Inventors: 隆平賀; 哲郎守谷; 和博吉川; 恵牧野
Original assignee: Fujikin Inc; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Fujikin Inc; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH10176763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機系光学薄膜等の製造装置に於いて利用されるものであり、ノズルの開度や流体圧力の調整により噴霧流量及び又は噴霧形態を制御して基板上に均一な厚みの薄膜を、詰まり等のトラブルを生ずることなく高能率で形成できるようにした薄膜製造装置用噴霧ノズル弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オプトエレクトロニクス技術関係の光機能光学薄膜や電子技術関係の光機能薄膜等の形成には、従前から様々な技術が開発されている。
中でも、無機物質又は有機物質を溶媒若しくは分散媒内へ溶解又は分散させ、これ等を噴霧ノズルから高真空容器内へ噴霧して基板上に堆積させたあと、この堆積層を加熱処理するようにした薄膜形成方法は、高機能複合型光学薄膜の製造方法として優れた方法であり、実用化へ向けての開発が進められている（特開平７−２５２６７０号、特開平７−２５２６７１号等）。
【０００３】
図１０及び図１１は、上記特開平７−２５２６７０号等の実施に於いて利用されているニードル弁型の噴霧ノズル弁の一例を示すものであり、図１０及び図１１に於いて３１はバルブボディ、３２は真空容器、３３はノズル部、３４は金属ダイヤフラム弁体、３５はシャフト、３６はダイヤフラム押え、３７はノズル孔、３８は流体通路、３９は流体、４０はスプリング、４１はスプリング受座、４２はマイクロメータである。
【０００４】
前記ねじ込みタイプのバルブボディ３１は真空度が１×１０^-4Ｐａ程度の真空容器３２内へノズル部３３を対向せしめた状態で気密に固着されており、マイクロメータ４２を調整することにより金属ダイヤフラム弁体３４の上・下方向位置が設定され、噴霧ノズル弁は所定の弁開度に保持される。
即ち、ノズル孔３７の口径φ₁と長さＬは、図１１に示す如くφ₁＝２０μｍ、Ｌ＝０．１ｍｍに、また使用時に於けるダイヤフラム弁体３４とノズル孔端面との間隙Ｌ₀は、約０．１〜０．２ｍｍに夫々設定されている。
【０００５】
貯留タンク（図示省略）から約３０〜１００ｋｇ／ｃｍ²程度の一定圧でもって供給されてくる流体３９（例えば、有機系光学材料を溶解させた溶液若しくは有機系光学材料を分散させた分散液）は、流体通路３８、間隙Ｌ₀、ノズル孔３７を通して真空容器３２内へ噴霧され、約数分間の噴霧によってシリコンやセラミックス等の基板（図示省略）の上に約０．５〜１０μｍ程度の厚さの流体堆積物が形成される。
【０００６】
前記図１０に示す噴霧ノズル弁は、金属ダイヤフラム弁体３４の開度調整によって流体の流量制御が容易にでき、優れた実用的効用を奏するものである。
しかし乍ら、前記図１０の噴霧ノズル弁には、流体３９内へ混入したごみ等のパーティクルに起因する詰まりを避けることができないと云う難点が存在する。
【０００７】
即ち、図１０の噴霧ノズル弁では、基板上への流体の堆積速度の点から流体の噴出流量を約１００μｌ／ｍｉｎ程度に調整する必要があり、この点からノズル孔３７の孔径φ₁を２０μｍ程度に選定している。そのため、流体３９内へ噴霧ノズル弁の内部に於いて発生した粉塵や、流体供給装置等の内部で発生した粉塵が入り込むと、これ等の粉塵が核となってノズル孔３７に詰まりが発生することになり、現実の作動テストに於いても、流体３９を構成する原素材や混入した粉塵が原因となって発生する詰まりは、防止することができない状態にある。
【０００８】
何故なら、ノズル孔３７は、口径φ₁が前述の通り約２０μｍ程度の小孔であり、且つ長さＬが約０．１ｍｍ程度もある円柱状の穴であるため、一旦粉塵パーティクルがノズル孔３７の内部へ噛み込むと、後続する流体流によってパーティクルが自然に外れることは殆ど無く、噛み込んだパーティクルを核としてこの近傍に後続流体３９が堆積し、直ちにノズル孔３７が詰まることになる。
尚、ノズル孔３７の長さＬを０．１ｍｍより相当短くすれば、流体３９内に粉塵パーティクルが混入していても、この粉塵パーティクルが噛み込む度合いはより少なくなる。しかし、前記長さＬ（厚み）を小さくすると、流体圧力が高いこととも相俟ってノズル孔３７の口径が不安定となるため、約０．１ｍｍ以下とすることはできない状態にある。
【０００９】
また、ノズル孔３７の口径φ₁が約２０μｍと極めて小孔であるため、その加工が著しく困難であるだけでなく、一旦ノズル孔３７に詰まりを生ずると、その補修に著しく手数がかかるうえ、補修後のノズル口径φ₁が変化して噴霧パターンが大きく変わる等、実用上様々な支障を生ずることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従前の薄膜製造装置用噴霧ノズル弁に於ける上述の如き問題、即ち▲１▼流体内へ混入した粉塵等に起因する詰まりを有効に防止することができないこと、▲２▼製造コストの引き下げが困難なうえ、一度詰まりを生ずるとその補修に著しく手数がかかること、及び▲３▼詰まりの補修後のノズル口径φ₁が変化することにより、流体の噴霧パターンが大きく変わること、等の問題を解決せんとするものであり、混入した粉塵等による詰まりが生ぜず、安価に製造でき、しかも高精度な流量制御と噴霧パターン制御を行えるようにした薄膜製造装置用噴霧ノズル弁を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、高真空容器の平面状の壁に固定され、薄膜形成用流体Ａを高真空容器内へ噴霧することにより基板上に流体の堆積層を形成する薄膜製造装置用噴霧ノズル弁に於いて、平面状の底面を備え、当該平面状の底面を高真空容器の前記平面状の壁の内表面の近傍に位置せしめて高温真空容器の壁面に固定したバルブボディ１と、当該バブルボディ１に穿設され、上方が開放されると共に薄い肉厚ｔの底面を有する凹状の弁室１４と、前記弁室１４の薄い肉厚ｔの底面に設けられ、傾斜角α ₂ の逆円錐状の内周面１６ａを有すると共に、高温真空容器内と連通する内径φ ₁ の最小口径部を有する逆錐台状の流体噴出口１６と、バルブボディ１に穿説されて弁室１４の最下部へ開口する流体導入路１５と、前記流体噴出口１６と同心円状に配設されて弁室１４内へ上・下動自在に挿入され、先端部６ａの端面が平面状で且つその外周面を、前記流体噴出口１６の内周面１６ａに接・離可能な前記流体噴出口１６と同一の傾斜角の逆円錐面とすると共に、前記先端部の端面の外径を、流体噴出口１６の最小部の内径φ ₁ と同一としたディスク６と、ディスク６を上方へ附勢する弾性体７と、ディスク６の上方に配置され、前記弾性体７の弾力に抗してディスク６を下方へ押圧するスライドステム１０及び回動ステム１１から成るステム９と、ステム９を形成する回動ステム１１に固定され、その回動によりスライドステム１０を下降させるハンドル１２とより構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、弁室１４の底面の肉厚ｔの厚さを２ｍｍにすると共に、流体噴出口１６の最小部の内径φ₁を５ｍｍにするようにしたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、バルブボディ１を高圧真空容器の平面状の壁へ気密状にねじ込み固定するようにした請求項１に記載の薄膜製造装置用噴霧ノズル弁。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、高圧真空容器の平面状の壁へ固定したバルブボディ１の底面と、高圧真空容器の平面状の壁面の内表面とを面一状とするようにしたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、流体噴出口の内周面１６ａとディスク先端部６ａの外周面との間隙Ｇ１及び又は流体導入路１５内へ圧入する流体Ａの圧力を制御することにより、流体Ａの噴霧量及び又は噴霧パターンを調整するようにしたものである。
また、請求項６の発明は、請求項１の発明において、弁室１４の上方開口を内周縁部をディスク６の外周面へ溶着した鍔状のダイヤフラム２により密封する構成としたものである。
【００１６】
前記バルブボディ１は、ステンレス鋼等の金属材により略四角柱状に形成されており、中央部には上方が開放された凹状の弁室１４が穿設されている。
また、弁室１４の平らな底面１４ａには、弁座を構成する傾斜角α₂を約６０°とした逆円錐台状の流体噴出口１６が穿設されており、後述するように、当該流体噴出口１６と、弁体を構成する同じ傾斜角α₁を備えた逆円錐状の外周面を有するディスク先端部６ａとによって噴霧ノズル弁の弁部が形成されている。
尚、本実施態様に於いては、流体噴出口１６の最小部の内径φ₁を５ｍｍφ、弁室１４の底面の厚さｔを２ｍｍに設定している。
【００１７】
前記シール用ダイヤフラム２は、ステンレス鋼、インコネル（商標名）、形状記憶合金等の金属製薄板により鍔状に形成されており、その内周縁側は挿通せしめたディスク６の外面へ気密に溶接されている。
また、当該シール用ダイヤフラム２の外周縁は、ボンネットナット５の締め込みにより、押えアダプタ３を介してボンネット４の下面とボデイ１との間で気密に挾圧保持されている。
尚、図１の第１実施態様ではダイヤフラム２を用いて弁室４の上方開口を密封するようにしているが、ダイヤフラム２の使用を省いて、後述するＯリング１７，１８のみによってシール性を確保するようにしてもよい。
【００１８】
前記ボンネット４は、筒状に形成されており、ボディ１内へ挿入される下部の内径は太径に形成され、ディスク６の収容部４ａとなっている。又ボンネット４の中央部の内径はやや細径に形成され、後述するスライドステム１０のガイド部４ｂとなっている。更に、ボンネット４の上部の内径はやや太径に形成され、その内周面には後述する回動ステム１１が螺合する雌ねじ部４ｃが形成されており、本実施例では、雌ねじ部４ｃのねじピッチは、０．５５ｍｍに設定されている。
【００１９】
当該ボンネット４は、その下部がボディ１の弁室１４内に挿入され、ボンネットナット５を締込むことにより、ボディ１側へ押圧固定されている。尚、ボンネット４の上部外周面には筒状のインジケータ１９が嵌合され、ボンネット４の上部に螺着した袋ナット２０により抜け止めされている。
【００２０】
前記ディスク６はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）によりほぼ円柱状に形成されており、ボディ１の弁室１４内へ上方より上・下動自在に挿入されている。
当該ディスク６の先端部６ａは、前述の通りその外周面が傾斜角α₁が約６０°の逆円錐面に形成されており、弁座を構成する流体出口１６内方へ下降して逆円錐台型の流体出口の内周面１６ａへ接当することにより、噴霧ノズル弁は閉鎖状態となる。
また、当該ディスク６は弾性体７によって開弁方向へ附勢されており、且つ前記ダイヤフラム２によるシール以外にＯリング１７、１８によっても２段に弁室１４との間がシールされている。
【００２１】
前記流体供給管８はバルブボディ１の上面側に立設されており、流体導入路１５を通して弁室１４の最低部へ流体Ａを供給する。
尚、流体導入路１５の下方端部はディスク先端部６ａと弁室１４の底面１４ａとの空隙Ｇ内へ開放されており、流体Ａは当該空隙Ｇ内へ直接圧入される。
【００２２】
前記ステム９は、ボンネット４及び弁室１４内に昇降自在に挿入され、ディスク６を下方へ押圧してその先端部６ａを流体噴出口１６の周面へ当座させるものであり、スライドステム１０と回動ステム１１とから構成されている。
【００２３】
即ち、前記スライドステム１０は、中空状を呈し、ボンネット４のガイド部４ｂに廻り止めした状態で昇降且つ摺動自在に挿入されて居り、その下端面がディスク６の上端面に当接している。
尚、本実施態様では、スライドステム１０は、その外周面に形成した縦向のガイド溝１０ｂ内へ、ボンネット４に螺着した廻り止めねじ２１の先端部を係合させることにより、ボンネット４に対して廻り止めされた状態で昇降動するようになっている。
又、当該スライドステム１０の内周面にはボンネット４の雌ねじ部４ｃのねじピッチよりも小さいねじピッチの雌ねじ部１０ａ（ピッチ＝０．５ｍｍ）が形成されている。
【００２４】
一方、回動ステム１１は、内側の軸状の第１部材１１′と外側の筒状の第２部材１１″とを一体的に連結固定したものであり、スライドステム１０の上方にこれと同軸芯状に配設され、上部をボンネット４から上方へ突出せしめた状態でボンネット４へ昇降自在に取付けられている。
具体的には、第１部材１１′は、中間部にテーパ部１１ｂを有する軸状を呈し、下部外周面にスライドステム１０の雌ねじ部１０ａへ螺合する第１雄ねじ部１１ａ（ピッチ０．５ｍｍ）が形成されている。又、第２部材１１″は筒状を呈し、下部外周面にボンネット４の雌ねじ部４ｃへ螺合する第２雄ねじ部１１ｃ（ピッチ０．５５ｍｍ）が形成されている。
当該第１部材１１′と第２部材１１″とは、第１部材１１′の上部を第２部材１１″に挿通して第２部材１１″の上方へ突出せしめ、この部分を固定用ナット２２で締め込むことによって、一体的に連結固定されており、回動ステム１１を回転して下降させたときにはスライドステム１０も下降する。
【００２５】
前記ハンドル１２は、回動ステム１１の上部にハンドル固定用ねじ２３により固定されて居り、下端部がインジケータ１９の外周面に沿って回転且つ昇降動する。これにより噴霧ノズル弁の開度や流量調整度が直読される。
【００２６】
前記ストッパー１３は回動ステム１１の第２部材１１″の上部外周面に嵌合され、ストッパー固定ねじ２４により第２部材１１″へ固定されて居り、噴霧ノズル弁の全閉時に袋ナット２０の上面に当接してステム９の下降を規制するものである。
【００２７】
次に、本発明に係る噴霧ノズル弁の作用について説明する。
ハンドル１２を開弁方向へ廻すと、ハンドル１回転（回動ステム１１の１回転）につきねじ部１１ｃとねじ部１１ａのピッチ差だけスライドステム１０が上昇し、ディスク先端部６ａが流体噴出口１６の内周面１６ａ（弁座）から離れることにより、噴霧ノズル弁が開弁される。
【００２８】
図４は、図１の噴霧ノズル弁の弁部の拡大図であり、流体導入路１５を通して間隙Ｇ内へ約３０〜１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で圧入された流体Ａ（例えば有機色素、高分子樹脂等を含有する有機溶媒）は、弁体６ａと弁座１６ａのリング状の間隙Ｇ₀を通して流体噴出口１６へ到達し、微小液滴となって真空容器（図示省略）内へ噴霧されて行く。
而して、流体噴霧用ノズルを従前と同様に口径２０μｍ、長さ０．１ｍｍ相当のものとした場合には、前記弁座部の間隙Ｇ₀は、φ₁＝５ｍｍφとした場合約４．５μｍ（Ｇ₀≒Ｇ₁）となり、間隙寸法としては従前のノズル口径φ＝２０μｍよりも小さくなる。
【００２９】
しかし、流体Ａの噴出口が直径５ｍｍ以上のリング状となっているため、万一間隙Ｇ₀の中途に於いて１個又は複数個のごみ等が噛み込んだとしても、これによってリング状の流体噴出口の全体が閉鎖されてしまうことは無く、残りの開口断面部分を通して流体Ａの噴出が行なわれる。
また、噛み込んだ粉塵パーティクル等も、噴出口の断面がリング状であるため間隙Ｇ₀内を円周方向へ比較的容易に移動することができる。その結果、流体Ａの圧力が３０〜１００ｋｇ／ｃｍ²の高圧であることと相俟って、一旦粉塵パーティクルが噛み込んでも比較的容易に外れることになり、従来例の噴霧ノズル弁の場合とは異なって殆ど詰まりを生ずることなしに、円滑に連続的な流体噴霧を行うことが可能となる。
【００３０】
また、流体噴出口（弁座）１６やディスク先端部（弁体）６ａの外形寸法φが約５ｍｍほどあるため、その加工精度を上げることが比較的容易となり、従前の口径φ₁＝２０μｍのノズル口を穿設する場合に比較して噴霧ノズル弁の製作コストの大幅な削減が可能となる。
【００３１】
図５は本発明の第２実施態様に係る噴霧ノズル弁の弁部の拡大断面図であり、ディスク先端部（弁体）６ａの最先端に段部６ａ′を設けたものである。
図５のようにディスク６の最先端部に段部６ａ′を設けると、間隙Ｇ₀の部分の流体通路の長さｔ′が図１の場合の長さｔよりも小さくなる。その結果間隙Ｇ₀の流体通路内に於ける流体の圧力低下が減少し、真空容器内への流体Ａの噴霧パターンがより安定したものとなり、製品の品質向上が可能となる。
【００３２】
図６は本発明の第３実施態様に係る噴霧ノズル弁の弁部の拡大断面図であり、ディスク先端部（弁体）６ａの外周面の傾斜角α₁を流体噴出口（弁座）１６の内周面１６ａの傾斜角α₂より大きくし、弁座１６ａと弁体６ａとを線接当させる構成としたものである。
当該第３実施態様に於いては、最狭の間隙Ｇ₁の下流側は開放されているため、粉塵パーティクル等の詰まりがより発生し難くくなるうえ、間隙Ｇ₀内に於ける流体の圧力損失も少なくなり、より安定した噴霧パターンが得られることになる。
【００３３】
図７は、本発明の第４実施態様に係る噴霧ノズル弁の弁部の拡大断面図であり、前記図６の場合とは逆に、ディスク先端部（弁体）６ａの外周面の傾斜角α₁を流体噴出口（弁座）１６の内周面１６ａの傾斜角α₂より小さくし、弁座１６ａと弁体６ａとを線接当させる構成としたものである。
当該第４実施態様に於いては、最狭の間隙Ｇ₁より下流側の間隙Ｇ₂が順次大きくなっていくため、混入した粉塵パーティクル等の詰まりがより発生し難くなるうえ、万一パーティクルが噛み込んでも、後続する流体流によってより容易に外れることになる。
【００３４】
本発明の噴霧ノズル弁に於いては、流体噴出口１６からの流体の噴霧量の制御は、流体圧力と間隙Ｇ₁（又はＧ₀）の調整とによって行われ、流体圧力を一定とした場合には間隙Ｇ₁（又はＧ₀）に比例した形で噴霧量が増大する。
また、流体噴出口１６から真空容器内への流体の噴霧パターンは流体圧力と間隙Ｇ₁（又はＧ₀）の調整によって変えることができ、例えば、間隙Ｇ₁（又はＧ₀）を一定にして流体圧力を上昇せしめた場合には、円錐状の噴霧パターンの拡がり角度が順次大きくなる傾向にある。
【００３５】
尚、前記図１に於いては、詰まりを防止するためにディスク先端部（弁体）６ａを上・下方向及び又は左右方向へ高周波微動させる構成とはしていないが、図８及び図９の如き構成とすることにより弁体６ａを上・下方向及び又は左右方向へ高周波微動させるようにしてもよい。
即ち、図８は本発明の第５実施態様に係る噴霧ノズル弁の弁部の一部を示す縦断面図であり、ディスク６の上方部にピエゾ素子挿入孔６ｂが穿設されており、ここにピエゾ素子２５が挿着されている。また、ピエゾ素子の上端面にはステム９の下端面が接当しており、ピエゾ素子２５の上方への移動が阻止されている。
而して、ピエゾ素子２５へ高周波電力が入力されると、これによってピエゾ素子２５は振動的に伸長・短縮を繰り返し、その結果ディスク６は上・下方向へ高周波微動することになる。
また、ピエゾ素子２５への入力電圧のバイアスを調整することにより、ピエゾ素子の伸長量が調整され、これによってディスク６の上・下方向の静止位置が微調整されることになる。
【００３６】
図９は本発明の第６実施態様に係る噴霧ノズル弁の一部を示す縦断面図であり、ディスク６の先端部６ａをディスク６から分離すると共に、先端部６ａをディスク６の下端へ水平方向（左右方向）へ摺動自在に気密に取付け、更に、該ディスク先端部６ａの側面にピエゾ素子２５を連結杆２６を介してディスク先端６ａが上下方向へ移動自在に連結する構成としたものである。
ピエゾ素子２５へ高周波電力が入力されると、ピエゾ素子２５は振動的に伸長・短縮を繰り返し、これによりディスク先端部（弁体）６ａは左・右方向へ高周波微動される。
また、ピエゾ素子２５への入力電圧のバイアスを調整することにより、弁体６ａの水平方向の静止位置が微調整されることになる。
尚、前記弁体６ａの高周波微動方式としては、ピエゾ素子の圧電力を利用する方式の他に、超音波振動を利用する方式等を利用してもよいことは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述の通り、流体噴出口（弁座）を逆円錐状の内周面を有する開口とすると共に、流体噴出口の内周面へ接・離可能に逆円錐形又は逆円錐台形のディスク先端部（弁体）を挿入すると共に、流体噴出口（弁座）の近傍へ導入した高圧流体を断面がリング状の流体通路間隙Ｇ₀（又はＧ₁）を通して真空容器内へ噴出する構成としている。
その結果、万一粉塵パーティクル等が間隙Ｇ₀（又はＧ₁）内に噛み込んでも、流体通路の全面が閉鎖されるようなことにはならず、後続して流体の噴霧を行うことができると共に、粉塵パーティクルの円周方向への移動が可能なため、噛み込んだパーティクルが後続流体によって自然に外れることになり、結果として円滑な流体の連続噴霧が可能となる。
また、弁体を上・下方向及び又は左右方向へ高周波微動させることにより、流体通路の詰まりほぼ完全に防止されることになり、円滑な連続噴霧を行うことが可能となる。
【００３８】
また、流体噴出口やディスク先端部の外形寸法を比較的大きく選定できるため、加工精度を上げ易いうえ部材の加工や組立自体も容易となる。その結果、噴霧ノズル弁の製造コストの大幅な引き下げが可能となる。
【００３９】
更に、噴霧ノズル弁の開度Ｇ₀（又はＧ₁）及び圧力の調整により、高濃度な所謂有機ナノパーティクル光薄膜製造用流体を約１００μｌ／ｍｉｎ程度の微小流量と望ましい噴霧パターンでもって真空容器内へ噴霧することができるうえ、弁体６ａの引き上げによって流体噴出口の清掃も簡単に行うことができ、本発明は優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る噴霧ノズル弁の縦断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の底面図である。
【図４】図１のディスク先端部（弁体）の拡大断面図である。
【図５】第２実施態様に係る噴霧ノズル弁のディスク先端部（弁体）の拡大断面図である。
【図６】第３実施態様に係る噴霧ノズル弁のディスク先端部（弁体）の拡大断面図である。
【図７】第４実施態様に係る噴霧ノズル弁のディスク先端部（弁体）の拡大断面図である。
【図８】第５実施態様に係る噴霧ノズル弁の一部を示す縦断面図である。
【図９】第６実施態様に係る噴霧ノズル弁の一部を示す縦断面図である。
【図１０】従前の噴霧ノズル弁の縦断面図である。
【図１１】図１０の弁体部分の拡大図である。
【符号の説明】
Ａは薄膜形成用流体、α₁はディスク先端外周面の傾斜角、α₂は流体噴出口内周面の傾斜角、Ｇ₀、Ｇ₁は間隙、φ₁は流体噴出口の最小内径、ｔは弁室底面の厚さ、１はバルブボディ、２はシール用ダイヤフラム、３は押えアダプター、４はボンネット、５はボンネットナット、６はディスク、６ａはディスク先端部（弁体）、７は弾性体、８は流体供給管、９はステム、１０はスライドステム、１１は回動ステム、１２はハンドル、１３はストッパー、１４は弁室、１５は流体導入路、１６は流体噴出口（弁座）、１６ａは内周面、１７はＯリング、１８はＯリング、１９はインジケータ、２０は袋ナット、２１は廻り止めねじ、２２は固定用ナット、２３はハンドル固定ねじ、２４はストッパー固定ねじ、２５はピエゾ素子、２６は連結部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in an apparatus for manufacturing an organic optical thin film or the like, and a thin film having a uniform thickness is formed on a substrate by controlling a spray flow rate and / or a spray form by adjusting an opening of a nozzle and a fluid pressure. The present invention relates to a spray nozzle valve for a thin film manufacturing apparatus which can be formed with high efficiency without causing troubles such as clogging.
[0002]
[Prior art]
Various techniques have been developed for the formation of optical functional optical thin films related to optoelectronic technology and optical functional thin films related to electronic technology.
Among them, an inorganic substance or an organic substance is dissolved or dispersed in a solvent or a dispersion medium, and these are sprayed from a spray nozzle into a high vacuum container and deposited on a substrate, and then this deposited layer is heated. The thin film forming method is an excellent method for producing a high-performance composite optical thin film, and development for practical use is being promoted (JP-A-7-252670, JP-A-7-252671, etc.). .
[0003]
10 and 11 show an example of a needle valve type spray nozzle valve used in the implementation of the above-mentioned JP-A-7-252670. In FIG. 10 and FIG. Body, 32 is a vacuum vessel, 33 is a nozzle part, 34 is a metal diaphragm valve, 35 is a shaft, 36 is a diaphragm holder, 37 is a nozzle hole, 38 is a fluid passage, 39 is a fluid, 40 is a spring, 41 is a spring receiver The seat 42 is a micrometer.
[0004]
The screw-type valve body 31 is hermetically fixed in a state where the nozzle portion 33 is opposed to the inside of a vacuum vessel 32 having a degree of vacuum of about 1 × 10 ⁻⁴ Pa, and a metal diaphragm is adjusted by adjusting the micrometer 42. The upper and lower positions of the valve body 34 are set, and the spray nozzle valve is held at a predetermined valve opening.
That is, the diameter φ ₁ and the length L of the nozzle hole 37 are φ ₁ = 20 μm and L = 0.1 mm as shown in FIG. 11, and the gap L ₀ between the diaphragm valve body 34 and the nozzle hole end surface in use. Is set to about 0.1 to 0.2 mm.
[0005]
Fluid 39 (for example, a solution in which an organic optical material is dissolved or a dispersion in which an organic optical material is dispersed) is supplied from a storage tank (not shown) at a constant pressure of about 30 to 100 kg / cm ^2. Is sprayed into the vacuum vessel 32 through the fluid passage 38, the gap L ₀ , and the nozzle hole 37, and is about 0.5 to 10 μm thick on a substrate (not shown) such as silicon or ceramics by spraying for about several minutes. A fluid deposit is formed.
[0006]
The spray nozzle valve shown in FIG. 10 can easily control the flow rate of the fluid by adjusting the opening of the metal diaphragm valve element 34, and has excellent practical utility.
However, the spray nozzle valve of FIG. 10 has a drawback that clogging caused by particles such as dust mixed in the fluid 39 cannot be avoided.
[0007]
That is, in the spray nozzle valve of FIG. 10, it is necessary to adjust the fluid ejection flow rate to about 100 μl / min from the viewpoint of the fluid deposition rate on the substrate. From this point, the hole diameter φ ₁ of the nozzle hole 37 is set to 20 μm. The degree is selected. Therefore, when dust generated inside the spray nozzle valve or dust generated inside the fluid supply device enters the fluid 39, the nozzle hole 37 becomes clogged with the dust as a nucleus. In other words, even in an actual operation test, clogging caused by the raw materials constituting the fluid 39 and the mixed dust cannot be prevented.
[0008]
This is because the nozzle hole 37 is a small hole having a diameter φ ₁ of about 20 μm as described above and a length L of about 0.1 mm. When it is bitten into the inside of the nozzle 37, the particles hardly come off naturally by the subsequent fluid flow, and the following fluid 39 accumulates in the vicinity of the bitten particle as a nucleus, and the nozzle hole 37 is immediately clogged.
If the length L of the nozzle hole 37 is made considerably shorter than 0.1 mm, even if dust particles are mixed in the fluid 39, the degree to which the dust particles are bited is reduced. However, if the length L (thickness) is made small, the diameter of the nozzle hole 37 becomes unstable in combination with the high fluid pressure, so that it cannot be made about 0.1 mm or less.
[0009]
Moreover, since the diameter φ ₁ of the nozzle hole 37 is an extremely small hole of about 20 μm, not only is the processing extremely difficult, but once the nozzle hole 37 is clogged, the repair takes a considerable amount of work, Various troubles are caused in practice, such as a change in the spray pattern due to a change in the nozzle diameter φ ₁ after the repair.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention can effectively prevent clogging due to the above-mentioned problems in the conventional spray nozzle valve for thin film manufacturing apparatus, that is, (1) dust mixed into the fluid, and (2) manufacturing cost. It is difficult to reduce the clogging, and once it becomes clogged, it takes a lot of work to repair it, and (3) the nozzle spray diameter φ ₁ after clogging is changed, the fluid spray pattern changes greatly. A spray nozzle valve for thin film manufacturing equipment that can be manufactured at low cost without causing clogging with mixed dust, etc., and capable of high-precision flow rate control and spray pattern control. It is something to be done.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a spray nozzle for a thin film manufacturing apparatus which is fixed to a flat wall of a high vacuum container and forms a fluid deposition layer on a substrate by spraying a thin film forming fluid A into the high vacuum container. In the valve, there is provided a valve body 1 having a planar bottom surface , the planar bottom surface being positioned in the vicinity of the inner surface of the planar wall of the high vacuum container and fixed to the wall surface of the high temperature vacuum container, A concave valve chamber 14 is formed in the bubble body 1 and opened at the top and has a thin bottom surface with a thin wall thickness t. The valve chamber 14 is provided on the bottom surface with a thin wall thickness t and has a reverse inclination angle α ₂ . An inverted frustum-shaped fluid jet port 16 having a conical inner peripheral surface 16 a and a minimum diameter portion having an inner diameter φ ₁ communicating with the inside of the high-temperature vacuum vessel, and the valve body 14 is penetrated by the valve body 1. A fluid introduction path 15 that opens to the bottom, and a concentric circle with the fluid jet 16 To be disposed is inserted upper and downward freely into the valve chamber 14, a and the outer peripheral surface end surface of the distal portion 6a is in flat, tangent-away possible on the inner peripheral surface 16a of the fluid ejection opening 16 A disk 6 and a disk 6 having an inverted conical surface with the same inclination angle as that of the fluid jet port 16 and having the outer diameter of the end surface of the tip portion equal to the inner diameter φ ₁ of the minimum portion of the fluid jet port 16 An elastic body 7 that biases upward, a stem 9 that is disposed above the disk 6 and that includes a slide stem 10 and a rotating stem 11 that press the disk 6 against the elastic force of the elastic body 7, and a stem It is a basic configuration of the present invention that it is composed of a handle 12 that is fixed to a rotating stem 11 that forms 9 and that lowers the slide stem 10 by its rotation.
[0012]
In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the thickness t of the bottom surface of the valve chamber 14 is set to 2 mm, and the inner diameter φ ₁ of the minimum portion of the fluid jet port 16 is set to 5 mm. Is.
[0013]
The invention according to claim 3 is the spray nozzle valve for a thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the valve body 1 is screwed and fixed to the flat wall of the high-pressure vacuum vessel in an airtight manner.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the bottom surface of the valve body 1 fixed to the planar wall of the high pressure vacuum vessel and the inner surface of the planar wall surface of the high pressure vacuum vessel are flush with each other. It is what I did.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the gap G1 between the inner peripheral surface 16a of the fluid ejection port and the outer peripheral surface of the disc tip 6a and / or the pressure of the fluid A that is press-fitted into the fluid introduction path 15 are controlled. By doing this, the spray amount and / or spray pattern of the fluid A is adjusted.
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the upper opening of the valve chamber 14 is sealed with a bowl-shaped diaphragm 2 whose inner peripheral edge is welded to the outer peripheral surface of the disk 6.
[0016]
The valve body 1 is formed in a substantially quadrangular prism shape by a metal material such as stainless steel, and a concave valve chamber 14 whose upper part is opened is formed in the center.
Also, the flat bottom surface 14a of the valve chamber 14 and inverted truncated cone-shaped fluid injection holes 16 in which the inclination angle alpha ₂ which constitutes the valve seat and about 60 ° is bored, as described later, the a fluid ejection port 16, the valve of the spray nozzle valve is formed by a disc tip 6a having an inverted conical peripheral surface of which with the same angle of inclination alpha ₁ constituting the valve body.
In this embodiment, the inner diameter φ ₁ of the minimum portion of the fluid jet port 16 is set to 5 mmφ, and the thickness t of the bottom surface of the valve chamber 14 is set to 2 mm.
[0017]
The sealing diaphragm 2 is formed in a bowl shape from a thin metal plate such as stainless steel, Inconel (trade name), shape memory alloy, etc., and its inner peripheral edge is air-tightly welded to the outer surface of the inserted disc 6. ing.
Further, the outer peripheral edge of the sealing diaphragm 2 is airtightly held between the lower surface of the bonnet 4 and the body 1 through the presser adapter 3 by tightening the bonnet nut 5.
In the first embodiment of FIG. 1, the diaphragm 2 is used to seal the upper opening of the valve chamber 4, but the use of the diaphragm 2 is omitted and only the O-rings 17 and 18 described later provide sealing performance. It may be ensured.
[0018]
The bonnet 4 is formed in a cylindrical shape, and an inner diameter of a lower portion inserted into the body 1 is formed to be a large diameter, and serves as a housing portion 4 a for the disk 6. Further, the inner diameter of the central portion of the bonnet 4 is formed to be slightly narrow, and serves as a guide portion 4b of the slide stem 10 described later. Furthermore, the inner diameter of the upper part of the bonnet 4 is formed to be slightly thicker, and an internal thread portion 4c into which a rotation stem 11 described later is screwed is formed on the inner peripheral surface. In this embodiment, the internal thread portion 4c The screw pitch is set to 0.55 mm.
[0019]
The lower part of the bonnet 4 is inserted into the valve chamber 14 of the body 1 and is fastened and fixed to the body 1 side by tightening the bonnet nut 5. A cylindrical indicator 19 is fitted to the upper outer peripheral surface of the bonnet 4 and is prevented from coming off by a cap nut 20 screwed onto the upper portion of the bonnet 4.
[0020]
The disk 6 is formed in a substantially cylindrical shape from stainless steel (SUS316), and is inserted into the valve chamber 14 of the body 1 so as to be movable upward and downward from above.
As described above, the outer peripheral surface of the tip portion 6a of the disk 6 is formed into an inverted conical surface having an inclination angle α ₁ of about 60 °, and descends inward of the fluid outlet 16 constituting the valve seat to form an inverted conical shape. By contacting the inner peripheral surface 16a of the trapezoidal fluid outlet, the spray nozzle valve is closed.
Further, the disk 6 is urged in the valve opening direction by an elastic body 7, and in addition to the sealing by the diaphragm 2, the space between the valve chamber 14 is sealed in two stages by O-rings 17 and 18.
[0021]
The fluid supply pipe 8 is erected on the upper surface side of the valve body 1 and supplies the fluid A through the fluid introduction path 15 to the lowest part of the valve chamber 14.
The lower end portion of the fluid introduction path 15 is opened into the gap G between the disk front end portion 6a and the bottom surface 14a of the valve chamber 14, and the fluid A is directly pressed into the gap G.
[0022]
The stem 9 is inserted into the bonnet 4 and the valve chamber 14 so as to be able to move up and down, presses the disk 6 downward, and makes the front end portion 6a seat against the peripheral surface of the fluid jet port 16, and the slide stem 10 and The rotating stem 11 is constituted.
[0023]
That is, the slide stem 10 has a hollow shape and is inserted into the guide portion 4b of the bonnet 4 so as to be raised and lowered and slidable. The lower end surface of the slide stem 10 is in contact with the upper end surface of the disk 6. .
In this embodiment, the slide stem 10 is engaged with the bonnet 4 by engaging the front end portion of the non-rotating screw 21 screwed to the bonnet 4 into the longitudinal guide groove 10b formed on the outer peripheral surface thereof. On the other hand, it moves up and down in a state of being stopped.
Further, an internal thread portion 10a (pitch = 0.5 mm) having a screw pitch smaller than the screw pitch of the internal thread portion 4c of the bonnet 4 is formed on the inner peripheral surface of the slide stem 10.
[0024]
On the other hand, the rotating stem 11 is formed by integrally connecting and fixing an inner shaft-shaped first member 11 ′ and an outer cylindrical second member 11 ″, and is coaxially disposed above the slide stem 10. It is arranged in a core shape, and is attached to the hood 4 so as to be movable up and down with its upper portion protruding upward from the hood 4.
Specifically, the first member 11 ′ has a shaft shape having a tapered portion 11 b at the intermediate portion, and a first male screw portion 11 a (pitch 0.5 mm) that is screwed into the female screw portion 10 a of the slide stem 10 on the lower outer peripheral surface. ) Is formed. Further, the second member 11 ″ has a cylindrical shape, and a second male screw portion 11c (pitch 0.55 mm) that is screwed into the female screw portion 4c of the bonnet 4 is formed on the lower outer peripheral surface.
The first member 11 ′ and the second member 11 ″ are such that the upper part of the first member 11 ′ is inserted through the second member 11 ″ and protrudes upward from the second member 11 ″. When the rotating stem 11 is rotated and lowered, the slide stem 10 is also lowered.
[0025]
The handle 12 is fixed to the upper portion of the rotating stem 11 by a handle fixing screw 23, and the lower end portion rotates and moves up and down along the outer peripheral surface of the indicator 19. Thereby, the opening degree and flow rate adjustment degree of the spray nozzle valve are directly read.
[0026]
The stopper 13 is fitted to the upper outer peripheral surface of the second member 11 "of the rotating stem 11, and is fixed to the second member 11" by a stopper fixing screw 24. When the spray nozzle valve is fully closed, the cap nut 20 is closed. The lowering of the stem 9 is restricted by contacting the upper surface.
[0027]
Next, the operation of the spray nozzle valve according to the present invention will be described.
When the handle 12 is rotated in the valve opening direction, the slide stem 10 rises by the pitch difference between the screw portion 11c and the screw portion 11a per one turn of the handle (one rotation of the rotating stem 11), and the disk tip portion 6a becomes the fluid jet port 16. The spray nozzle valve is opened by moving away from the inner peripheral surface 16a (valve seat).
[0028]
FIG. 4 is an enlarged view of the valve portion of the spray nozzle valve of FIG. 1, and a fluid A (for example, an organic dye or a polymer) press-fitted into the gap G through the fluid introduction passage 15 at a pressure of about 30 to 100 kg / cm ^2. The organic solvent containing a resin or the like reaches the fluid ejection port 16 through the ring-shaped gap G ₀ between the valve body 6a and the valve seat 16a, and is sprayed into a vacuum container (not shown) as a fine droplet. go.
Thus, when the fluid spray nozzle has a diameter of 20 μm and a length equivalent to 0.1 mm as before, the gap G ₀ of the valve seat portion is about 4 when φ ₁ = 5 mmφ. 5 μm (G ₀ ≈G ₁ ), and the gap size is smaller than the conventional nozzle diameter φ = 20 μm.
[0029]
However, since the jet port of the fluid A has a ring shape with a diameter of 5 mm or more, even if one or a plurality of dust or the like is caught in the middle of the gap G ₀ , this causes the ring shape to be The entire fluid ejection port is not closed, and the fluid A is ejected through the remaining opening cross section.
In addition, dust particles and the like that have been caught can move relatively easily in the circumferential direction in the gap G ₀ because the cross-section of the jet outlet is ring-shaped. As a result, coupled with the fact that the pressure of the fluid A is a high pressure of 30 to 100 kg / cm ² , even if dust particles are once caught, they will come off relatively easily. In contrast, it is possible to smoothly and continuously perform fluid spraying with almost no clogging.
[0030]
In addition, since the outer diameter φ of the fluid ejection port (valve seat) 16 and the disk tip (valve element) 6a is about 5 mm, it is relatively easy to increase the processing accuracy, and the conventional diameter φ ₁ = 20 μm. Compared to the case where the nozzle opening is formed, the production cost of the spray nozzle valve can be greatly reduced.
[0031]
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the valve portion of the spray nozzle valve according to the second embodiment of the present invention, in which a step portion 6a ′ is provided at the forefront of the disc tip portion (valve element) 6a.
'The provision of, the fluid passage portion of the gap G ₀ length t' stepped portion 6a on the cutting edge of the disk 6 as shown in FIG. 5 is smaller than the length t in the case of FIG. As a result, the pressure drop of the fluid in the fluid passage of the gap G ₀ is reduced, the spray pattern of the fluid A into the vacuum vessel becomes more stable, and the product quality can be improved.
[0032]
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the valve portion of the spray nozzle valve according to the third embodiment of the present invention. The inclination angle α ₁ of the outer peripheral surface of the disk tip portion (valve element) 6a is set to the fluid outlet (valve seat) 16. larger than the inner circumferential surface 16a inclined angle alpha ₂ of, is obtained by a configuration in which Sense' those of the valve seat 16a and the valve element 6a.
The is at the third embodiment, since it is open downstream of the narrowest gap G _1, upon clogging of the dust particles and the like becomes Ku more hardly occurs, the pressure of the in the fluid in the gap G ₀ Loss is reduced and a more stable spray pattern can be obtained.
[0033]
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the valve portion of the spray nozzle valve according to the fourth embodiment of the present invention. Contrary to the case of FIG. 6, the inclination angle of the outer peripheral surface of the disc tip (valve element) 6a α ₁ is made smaller than the inclination angle α ₂ of the inner peripheral surface 16 a of the fluid jet port (valve seat) 16 so that the valve seat 16 a and the valve body 6 a are in line contact with each other.
In the fourth embodiment, since the gap G ₂ on the downstream side of the narrowest gap G ₁ is gradually increased, clogging of dust particles and the like mixed therein is less likely to occur, and in the unlikely event that particles are generated. Even if it is bitten, it will be more easily detached by the subsequent fluid flow.
[0034]
In the spray nozzle valve of the present invention, control of the spray amount of the fluid from the fluid jet port 16 is performed by adjusting the fluid pressure and the gap G ₁ (or G ₀ ), and the fluid pressure is constant. The spray amount increases in proportion to the gap G ₁ (or G ₀ ).
The spray pattern of the fluid from the fluid jet 16 into the vacuum vessel can be changed by adjusting the fluid pressure and the gap G ₁ (or G ₀ ). For example, the gap G ₁ (or G ₀ ) is made constant. When the fluid pressure is increased, the spread angle of the conical spray pattern tends to increase sequentially.
[0035]
In FIG. 1, the disc tip (valve element) 6a is not finely moved in the up / down direction and / or the left / right direction in order to prevent clogging. With such a configuration, the valve body 6a may be finely moved in the up / down direction and / or the left / right direction.
That is, FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a part of the valve portion of the spray nozzle valve according to the fifth embodiment of the present invention. A piezo element insertion hole 6b is formed in the upper portion of the disk 6, A piezo element 25 is inserted in Further, the lower end surface of the stem 9 is in contact with the upper end surface of the piezo element, and the upward movement of the piezo element 25 is prevented.
Thus, when high-frequency power is input to the piezo element 25, the piezo element 25 is repeatedly expanded and shortened oscillatingly. As a result, the disk 6 is finely moved in the upward and downward directions.
Further, by adjusting the bias of the input voltage to the piezo element 25, the expansion amount of the piezo element is adjusted, and thereby the upper and lower stationary positions of the disk 6 are finely adjusted.
[0036]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a part of the spray nozzle valve according to the sixth embodiment of the present invention. The tip 6a of the disk 6 is separated from the disk 6 and the tip 6a is horizontally aligned with the lower end of the disk 6. The disk tip 6a is slidably mounted in the direction (left and right direction), and the disk tip 6a is connected to the side surface of the disk tip 6a via a connecting rod 26 so as to be movable in the vertical direction. It is.
When high-frequency power is input to the piezo element 25, the piezo element 25 repeatedly expands and contracts in a vibrational manner, whereby the disk tip (valve element) 6a is finely moved in the left and right directions.
Further, by adjusting the bias of the input voltage to the piezo element 25, the horizontal stationary position of the valve body 6a is finely adjusted.
Of course, as the high-frequency fine movement method of the valve body 6a, a method using ultrasonic vibration may be used in addition to a method using the piezoelectric power of the piezoelectric element.
[0037]
【The invention's effect】
In the present invention, as described above, the fluid outlet (valve seat) is an opening having an inverted conical inner peripheral surface, and has an inverted conical shape or an inverted frustoconical shape so as to be able to contact and separate from the inner peripheral surface of the fluid outlet. A structure in which the tip of the disk (valve element) is inserted and high-pressure fluid introduced to the vicinity of the fluid ejection port (valve seat) is ejected into the vacuum vessel through the fluid passage gap G ₀ (or G ₁ ) having a ring-shaped cross section. It is said.
As a result, even if dust particles or the like are caught in the gap G ₀ (or G ₁ ), the entire surface of the fluid passage is not closed, and the fluid can be sprayed subsequently. At the same time, since the dust particles can move in the circumferential direction, the entrained particles are naturally detached by the subsequent fluid, and as a result, smooth continuous spraying of the fluid becomes possible.
Further, by finely moving the valve body in the up / down direction and / or the left / right direction, clogging of the fluid passage is almost completely prevented, and smooth continuous spraying can be performed.
[0038]
In addition, since the outer dimensions of the fluid ejection port and the tip of the disk can be selected to be relatively large, it is easy to increase the machining accuracy and the members can be easily machined and assembled. As a result, the manufacturing cost of the spray nozzle valve can be greatly reduced.
[0039]
Further, by adjusting the opening G ₀ (or G ₁ ) and the pressure of the spray nozzle valve, a high-concentration so-called organic nanoparticle light thin film production fluid is vacuum container with a minute flow rate of about 100 μl / min and a desired spray pattern. In addition to being able to be sprayed in, the fluid jet outlet can be easily cleaned by pulling up the valve body 6a, and the present invention has an excellent practical utility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spray nozzle valve according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1;
4 is an enlarged cross-sectional view of a disk front end portion (valve element) in FIG. 1;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a disc tip (valve element) of a spray nozzle valve according to a second embodiment.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a disc tip (valve element) of a spray nozzle valve according to a third embodiment.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a disc tip (valve element) of a spray nozzle valve according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a part of a spray nozzle valve according to a fifth embodiment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a part of a spray nozzle valve according to a sixth embodiment.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a conventional spray nozzle valve.
11 is an enlarged view of the valve body portion of FIG. 10;
[Explanation of symbols]
A is the fluid for forming a thin film, α ₁ is the inclination angle of the outer peripheral surface of the disk tip, α ₂ is the inclination angle of the inner peripheral surface of the fluid ejection port, G ₀ and G ₁ are gaps, φ ₁ is the minimum inner diameter of the fluid ejection port, and t is The thickness of the bottom of the valve chamber, 1 is the valve body, 2 is the sealing diaphragm, 3 is the presser adapter, 4 is the bonnet, 5 is the bonnet nut, 6 is the disk, 6a is the disk tip (valve element), and 7 is the elastic body , 8 is a fluid supply pipe, 9 is a stem, 10 is a slide stem, 11 is a rotating stem, 12 is a handle, 13 is a stopper, 14 is a valve chamber, 15 is a fluid introduction path, and 16 is a fluid outlet (valve seat). 16a is an inner peripheral surface, 17 is an O-ring, 18 is an O-ring, 19 is an indicator, 20 is a cap nut, 21 is a locking screw, 22 is a fixing nut, 23 is a handle fixing screw, 24 is a stopper fixing screw, 25 is a piezo element, 26 is connected Wood.

Claims

It is fixed to the planar wall of the high-vacuum vessel, in the thin-film deposition apparatus for the spray nozzle valve for forming a deposition layer of fluid onto a substrate by spraying a fluid A for forming a thin film to a high vacuum chamber, the planar A valve body (1) fixed to the wall surface of the high-temperature vacuum vessel by positioning the flat bottom surface in the vicinity of the inner surface of the planar wall of the high vacuum vessel, and the bubble body (1) And a concave valve chamber (14) having an open top and a thin wall (t) bottom surface, and a thin wall (t) bottom surface of the valve chamber (14). An inverted frustoconical fluid jet (16) having an inverted conical inner peripheral surface (16a) with an angle (α ₂ ) and a minimum diameter portion having an inner diameter φ ₁ communicating with the inside of the high-temperature vacuum vessel ; Fluid introduction path (15) which is perforated by the body (1) and opens to the lowermost part of the valve chamber (14) , The fluid ejection opening (16) and concentrically disposed that the valve chamber (14) in the upper and downward freely inserted into, a and the outer circumferential surface end face with flat tip (6a), wherein A reverse conical surface having the same inclination angle as that of the fluid jet port (16) capable of contacting and separating from the inner peripheral surface (16a) of the fluid jet port (16), and an outer diameter of the end surface of the tip portion is defined as a fluid. A disk (6) having the same inner diameter φ _{1 as} the smallest part of the jet nozzle (16), an elastic body (7) for urging the disk (6) upward, and disposed above the disk (6); A stem (9) comprising a slide stem (10) and a rotating stem (11) for pressing the disk (6) downward against the elasticity of the elastic body (7), and a rotating stem forming the stem (9) The handle (12) is fixed to (11) and lowers the slide stem (10) by its rotation. Film manufactured by the manufacturing apparatus for the spray nozzle valve, characterized in that the configuration was.

The thin-film manufacturing according to claim 1, wherein the thickness (t) of the bottom surface of the valve chamber (14) is 2 mm, and the inner diameter φ ₁ of the minimum part of the fluid ejection port (16) is 5 mm. Spray nozzle valve for equipment.

The spray nozzle valve for a thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the valve body (1) is screwed and fixed in an airtight manner to the flat wall of the high-pressure vacuum vessel.

The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the bottom surface of the valve body (1) fixed to the flat wall of the high-pressure vacuum vessel and the inner surface of the flat wall surface of the high-pressure vacuum vessel are flush with each other. Spray nozzle valve.

By controlling the pressure of the fluid (A) that is press-fitted into the gap G1 between the inner peripheral surface (16a) of the fluid ejection port and the outer peripheral surface of the disk tip (6a) and / or the fluid introduction path (15), the fluid A The spray nozzle valve for a thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the spray amount and / or spray pattern is adjusted.

The spray nozzle valve for a thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the upper opening of the valve chamber (14) is sealed with a bowl-shaped diaphragm (2) whose inner peripheral edge is welded to the outer peripheral surface of the disk (6).